大橋沉降自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方案

1、大橋沉降自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方案巷坑大橋沉降自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方案 （2015年）2015年3 月1.工程概況2.監(jiān)測(cè)需求及目的 高速列車運(yùn)行速度快， 對(duì)橋梁及軌道平整度要求極高，巷坑大橋地處*部位，橋梁的沉降事關(guān)列車運(yùn)行安全，因此原先在各橋墩設(shè)置了人工 觀測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)。為不影響列車正常運(yùn)行，提高工作效率，快速、精確掌 握大橋沉降變形，實(shí)時(shí)監(jiān)控橋梁安全運(yùn)行，在原人工測(cè)點(diǎn)附 近安裝自動(dòng)化沉降監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備，并配置自動(dòng)化采集裝置， 通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接至管理中心的監(jiān)控計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 的自動(dòng)化采集、存儲(chǔ)、計(jì)算和圖表處理。同時(shí)為了監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度，可在現(xiàn)場(chǎng)布置溫度計(jì)。本次可采用南瑞公司 RJ-20型智能型精力水準(zhǔn)儀用來(lái)監(jiān)

2、測(cè)大橋沉降，采用南瑞公司生辰的NZWD型溫度計(jì)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度，所有傳感器均接入DAMS-IV型分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。3 .自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方案 3.1系統(tǒng)原理 整個(gè)系統(tǒng)采用了南 瑞公司的DAMSIV型分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。由傳感器、數(shù)據(jù)采集單元 DAU、計(jì)算機(jī)、信息管理軟件 及通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。各測(cè)量控制單元DAU對(duì)所轄的儀器按照監(jiān)控主機(jī)的命令 或設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)測(cè)量，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，暫存于 DAU中, 并根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)的命令向主機(jī)傳送所測(cè)數(shù)據(jù)可遠(yuǎn)程無(wú) 線傳輸。監(jiān)控主機(jī)根據(jù)一定的判據(jù)對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和在線監(jiān) 控。監(jiān)控主機(jī)主要是對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并向各 級(jí)主管部門發(fā)送有關(guān)安全方面的信息。3

3、.2 儀器選型及技術(shù)指標(biāo)(1)靜力水準(zhǔn)儀 智能型靜力水準(zhǔn)儀廣泛應(yīng)用于橋梁、大壩、船閘、邊坡及地下洞室、 地鐵、隧洞、礦山、高層建筑、地基、核電站等不同部位、 塊體的相對(duì)垂直位移變化進(jìn)行精密自動(dòng)化測(cè)量。儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、測(cè)量精度高、長(zhǎng)期穩(wěn) 定可靠。主要技術(shù)指標(biāo) 量程20mm或50mm； 靈敏度0.01mm； 精度 0.1mm； 環(huán)境溫度30?C+ 60?C; 相對(duì)濕度 <100 (2)溫度計(jì) 選用南瑞集團(tuán)公司研制生產(chǎn)的NZWD型銅電阻式溫度計(jì)，可接入自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)量，技術(shù)指標(biāo) 如下 測(cè)量范圍-30 C70c測(cè)溫精度 i0.3 Co分辨力W 0.05：電阻溫度系數(shù)5C/Q

4、 (3)數(shù)據(jù)采集單 元 數(shù)據(jù)采集單元具有智能化結(jié)構(gòu)、強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性、可外接 至少8個(gè)傳感器、壁桂式安裝、設(shè)置多種參數(shù)、低功耗設(shè)計(jì) 等特點(diǎn)。主要技術(shù)指標(biāo)相應(yīng)數(shù)據(jù)采集單元也與之配套地選用該系統(tǒng)的DAU2000型數(shù)據(jù)采集單元，由DAU2000型數(shù)據(jù)采集 單元箱體、NDA專用不間斷電源、NDA通信模塊、防潮加 熱器和多功能分線排等部分組成。(1 )NDA1705型智能傳感器數(shù)據(jù)采集智能模塊NDA1705型數(shù)據(jù)采集智能模塊用于自動(dòng)采集 RS485信號(hào)輸 生的智能傳感器信號(hào)。每個(gè)模塊均具有獨(dú)立的CPU、存儲(chǔ)單元、測(cè)試單元、通訊單元、防護(hù)單元等，各模塊間互不影響、獨(dú)立工作。采用先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)，并通過(guò)電磁兼容測(cè)

5、試，具有測(cè)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)、長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)?？捎糜谒姽こ?、市政交通工程、礦山工程等結(jié)構(gòu) 物監(jiān)測(cè)儀器的自動(dòng)化測(cè)量。主要技術(shù)指標(biāo)規(guī)格型號(hào)NDA1705通道數(shù)8個(gè)獨(dú)立的 RS485信號(hào)通道 量程 同傳感器 精度0.05FS分辨率 0.01FS測(cè)量方式 定時(shí)、單檢、巡檢、選測(cè)，可任設(shè)測(cè)點(diǎn)群 測(cè) 量間隔時(shí)間1分鐘99天可調(diào) 測(cè)量時(shí)間1秒5秒/通道 通信接口 RS-485存儲(chǔ)容量 100次 工作溫度 -10 C 50 C , -25 C60 C 可選 (2) NDA1103數(shù)據(jù)采集智 能模塊NDA1103型數(shù)據(jù)采集模塊用于自動(dòng)采集溫度計(jì)輸由 的傳感器信號(hào)。3.3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置 與人工測(cè)點(diǎn)布設(shè)

6、位置相同，在大橋左右兩側(cè)各增設(shè)1條靜力水準(zhǔn)，每條線路布置測(cè)點(diǎn)10個(gè)，基準(zhǔn) 點(diǎn)1個(gè)，上下游共計(jì)22個(gè)測(cè)點(diǎn)(含基點(diǎn))。傳感器測(cè)點(diǎn)布置在原人工水準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)附附近的防護(hù)墻外 側(cè)，采用側(cè)面固定支架安裝的方式。因隧洞巖體相對(duì)較為穩(wěn)定，因此可分別以CPIII340301、CPIII340302作為垂直位移的相對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)。另外為了監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度，共布置溫度計(jì)5支，分別位于兩側(cè)基點(diǎn)、主跨跨中及1橋墩處，用來(lái)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度。3.4 采集裝置配置現(xiàn)場(chǎng)共設(shè)置智能型數(shù)據(jù)采集單元(DAU2000 ) 2套，內(nèi)置NDA1705智能數(shù)據(jù)采集模塊 4塊, 納入了 22臺(tái)靜力水準(zhǔn)智能型監(jiān)測(cè)傳感器。內(nèi)置NDA1103數(shù)據(jù)采集模塊1塊

7、用于采集溫度計(jì)數(shù)據(jù)。3.5 系統(tǒng)供電及通信 因工程現(xiàn)場(chǎng)處于野外山區(qū)， 受供電 和通信條件限制，因此采用太陽(yáng)能設(shè)備供電；另外需設(shè)置了1臺(tái)NDA3100通訊模塊、2臺(tái)GSM無(wú)線Modem,用于遠(yuǎn)程 無(wú)線通信。3.6 中心站軟件 中心站采用南瑞 DSIMS4.0大壩安全信 息管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件，具與自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集單元配套，具有 數(shù)據(jù)在線采集、電測(cè)成果計(jì)算、測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的報(bào)表、圖形輸由、 采集饋控、遠(yuǎn)程召測(cè)、信息報(bào)送等六個(gè)主要部分。各部分有獨(dú)立的用戶界面，既可以和安全監(jiān)測(cè)信息管理 及綜合分析系統(tǒng)協(xié)同工作，又可單獨(dú)運(yùn)行。如下圖DSIMS安全監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)軟件主要功能1）在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)主要包括數(shù)據(jù)采集、測(cè)值

8、計(jì)算整編、 在線快速安全評(píng)估三個(gè)主要部分。三部分各自有獨(dú)立的用戶界面，既可以協(xié)同工作，又可 單獨(dú)運(yùn)行。數(shù)據(jù)采集通過(guò)不同的途徑獲取觀測(cè)數(shù)據(jù)，包括自動(dòng)化觀 測(cè)的數(shù)據(jù)和人工觀測(cè)的數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)中獲取系統(tǒng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的測(cè)值計(jì)算整編，一次采集完成后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)儀器的實(shí)際 布設(shè)情況計(jì)算整編本次監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。快速安全評(píng)估，一次采集完成后，利用該次實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì) 大壩的安全狀況作一個(gè)簡(jiǎn)便、快速的評(píng)估，為大壩管理人員 提供一個(gè)啟示性的信息，引起他們的重視，進(jìn)而開(kāi)展更詳細(xì) 的安全分析和評(píng)估工作。數(shù)據(jù)采集完成后進(jìn)行測(cè)值計(jì)算整編，然后對(duì)本次測(cè)值進(jìn) 行在線評(píng)估服務(wù)。缺省方式為自報(bào)方式，自動(dòng)完成整個(gè)過(guò)程。系統(tǒng)功能圖如下圖所示2）數(shù)

9、據(jù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理提供對(duì)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有關(guān)的各種信息和數(shù)據(jù)的管理。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)包括原始觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、新測(cè)庫(kù)、現(xiàn)實(shí)（或分 析）數(shù)據(jù)庫(kù)、整編數(shù)據(jù)庫(kù)、生成數(shù)據(jù)庫(kù)、人工巡視庫(kù)、儀器（參數(shù)、特性和信息）庫(kù)、模型管理庫(kù)、指標(biāo)知識(shí)庫(kù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)（包括工程對(duì)象信息庫(kù)表、工程檔案庫(kù)表等），以及文件、圖形、圖像、多媒體資料綜合資料庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)主要包括以下功能1）監(jiān)測(cè)儀器信息管理儀器分布及組成情況資料管理儀器特性參數(shù)管理 儀器完好率統(tǒng)計(jì)資料管理 2）監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)信息管理系統(tǒng)建設(shè)信息管理 系統(tǒng)運(yùn)行記錄資料管理系統(tǒng)改造資料管理其功能如下圖所示 3）圖形/報(bào)表系統(tǒng) 圖形/報(bào)表子系統(tǒng)提供 豐富的圖表控件供用戶根據(jù)自己的需

10、要編輯形成各類圖形、 報(bào)表、圖表模板，系統(tǒng)分為圖表編輯器和圖表顯示器兩部分， 編輯器生成的文件按圖表名保存為模板，調(diào)用該圖表名可生 成相應(yīng)的圖表并可保存、打印，該圖表可以在IE下顯示。系統(tǒng)功能如圖所示 4）文檔管理系統(tǒng) 文檔管理主要包 含幾個(gè)方面的內(nèi)容 1）建立工程建設(shè)信息資料的電子文檔數(shù) 據(jù)庫(kù) 包括主要工程建設(shè)設(shè)計(jì)文件資料、圖紙，運(yùn)行設(shè)計(jì)報(bào) 告，施工竣工驗(yàn)收資料及報(bào)告，歷次安全檢查報(bào)告或鑒定報(bào) 告，大壩加固改建或監(jiān)測(cè)更新改造專題報(bào)告，觀測(cè)資料分析 成果，重要工程照片等。2）建立大壩安全冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)包括大壩安全冊(cè)摘要、工程特性表（水文、水庫(kù)、工程效益、建筑物特性）、重大事故登記、安全情況摘要等；3

11、）建立人工巡查、運(yùn)行重大記事及維修加固資料數(shù)據(jù)庫(kù)包括大壩安全現(xiàn)場(chǎng)檢查概況、水庫(kù)設(shè)計(jì)運(yùn)行原則和運(yùn)行操作程序檢查表、混凝土壩壩體檢查表、壩基檢查表、溢流及泄水設(shè)施（如壩身表孔溢洪道、泄 水孔、河岸溢洪道、深孔泄水道）、發(fā)電建筑物、通航過(guò)木建筑物、水庫(kù)、道路交通、地質(zhì)等；人工巡查信息庫(kù)的內(nèi)容按規(guī)范要求建立，人工巡查記錄通常為非定量化信息，采 用代碼進(jìn)行等級(jí)記錄。運(yùn)行重大記事包括系統(tǒng)運(yùn)行中的維護(hù)過(guò)程記錄，大壩安 全運(yùn)行重大記事等。4）建立大壩安全檢查資料管理數(shù)據(jù)庫(kù)5）大壩安全注冊(cè)信息管理數(shù)據(jù)庫(kù) 6）大壩技術(shù)監(jiān)督信息管理數(shù)據(jù)庫(kù)7）險(xiǎn)情預(yù)計(jì)及應(yīng)急方案管理數(shù)據(jù)庫(kù)8）工程其它安全資料管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供完善的輸

12、入/輸由、查詢、打印等功能，對(duì)規(guī) 范中有規(guī)定的項(xiàng)目、內(nèi)容按規(guī)范規(guī)定實(shí)現(xiàn)，對(duì)尚無(wú)規(guī)范約束 的內(nèi)容在系統(tǒng)研制時(shí)根據(jù)用戶的要求來(lái)設(shè)計(jì)。5）系統(tǒng)管理本系統(tǒng)主要完成監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)管理和監(jiān) 測(cè)儀器信息管理。包括系統(tǒng)建設(shè)信息管理系統(tǒng)運(yùn)行記錄資料管理系統(tǒng)改造資料管理儀器分布及組成情況儀器特性參數(shù)管理儀器完好率統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)管理還用于對(duì)大壩安全管理信息 系統(tǒng)硬軟件環(huán)境的基本參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，以建立系統(tǒng)的工作平 臺(tái)。此外該系統(tǒng)還具備用戶管理、布置圖管理、測(cè)點(diǎn)管理和 在線幫助系統(tǒng)等內(nèi)容。用戶管理包括用戶授權(quán)、用戶添加和刪除、用戶屬性修 改等。布置圖管理主要是注冊(cè)或注銷儀器布置圖，只有在系統(tǒng) 中注冊(cè)的布置圖，其他各系統(tǒng)才能使用

13、它。測(cè)點(diǎn)管理用于增加和刪除測(cè)點(diǎn)、修改測(cè)點(diǎn)參數(shù)等。本系統(tǒng)可較方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)大壩安全管理信息系統(tǒng)的可 擴(kuò)充性要求，當(dāng)增加監(jiān)測(cè)項(xiàng)目或測(cè)點(diǎn)時(shí)，管理人員可以快捷 地完成項(xiàng)目或測(cè)點(diǎn)增加，而不需要重新開(kāi)發(fā)軟件或數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)于廢棄的項(xiàng)目或測(cè)點(diǎn)，系統(tǒng)同樣可以刪除或存檔備份。4 .項(xiàng)目預(yù)算 巷坑大橋沉降自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備清單 序號(hào) 設(shè)備名稱 型號(hào) 單位 數(shù)量 單價(jià)（元）合價(jià)（元）備 注1靜力水準(zhǔn)儀 RJ-50S臺(tái)22 9180 201960含銅接頭 2 裝置支架套22 425 9350定制3保護(hù)罩不銹鋼 臺(tái)221275 28050定制 4 PE連通管 米400 13.6 5440防凍液 由甲方自行采購(gòu) 5靜力水準(zhǔn)專用電纜NDBT4米800 6.854406金屬橋架 不銹鋼或鍍鋅 米400 60 240007保溫材料 米 400 4 16008溫度計(jì) NZWD 支5 30015009 溫度 計(jì)電纜 YSZW4 米 500 8 400010DAU2000 數(shù)據(jù)采集單元DAU2000 臺(tái) 2 4250 850011NDA1705 采集模塊 NDA 塊 2 17000 3400012 NDA1103采集模塊 NDA 塊1 12750 1275013 G